談無線寬帶接入——WiMax技術(shù)的發(fā)展和未來

　　技術(shù)總是應(yīng)運(yùn)而生的。當(dāng)大家都在談?wù)?G發(fā)展如何如何，WIFI是否有可能取代3G等話題時，新的無線寬帶接入——WiMax技術(shù)出現(xiàn)了。WiMAX是一項新興技術(shù)，能夠在比Wi-Fi更廣闊的地域范圍內(nèi)提供“最后一公里”寬帶連接性，由此支持企業(yè)客戶享受T1類服務(wù)以及居民用戶擁有相當(dāng)于線纜/DSL的訪問能力。憑借其在任意地點的1～6英里覆蓋范圍(取決于多種因素)，WiMAX將可以為高速數(shù)據(jù)應(yīng)用提供更出色的移動性。此外，憑借這種覆蓋范圍和高吞吐率，WiMAX還能夠提供為電信基礎(chǔ)設(shè)施、企業(yè)園區(qū)和Wi-Fi熱點提供回程。
　　
　　什么是WiMax技術(shù)

　　所謂WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，可以替代現(xiàn)有的有線和DSL 連接方式，來提供最后一英里的無線寬帶接入。WiMAX 將提供固定、移動、便攜形式的無線寬帶連接，并最終能夠在不需要直接視距基站的情況下提供移動無線寬帶連接。為此而建立了包括設(shè)備制造商、器件供應(yīng)商、運(yùn)營商等在內(nèi)的微波接入全球互操作性認(rèn)證產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。主要任務(wù)是通過對產(chǎn)品進(jìn)行兼容性和互操作性認(rèn)證，消除IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的障礙，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍。

　　WiMax技術(shù)的優(yōu)勢

　　WiMax 已經(jīng)從本質(zhì)上改變了最初的應(yīng)用方向，增加了移動通信方面的服務(wù)。通過加入移動特性，一方面，WiMax 可以像原來設(shè)想的那樣，作為服務(wù)供應(yīng)商和電信商最后一公里接入的技術(shù)手段，同時還可成為運(yùn)營商們搭建語音和數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。

　　按照Wimax 的商用計劃，預(yù)計到2006年802.16即可集成到筆記本電腦，實現(xiàn)在城域網(wǎng)范圍內(nèi)的可移動的寬帶無線數(shù)據(jù)服務(wù)。在城域網(wǎng)的范圍內(nèi)，用戶無須購置新的終端，僅用集成802.16功能的筆記本電腦，就可以60km/ 小時以上的移動速度，不間斷地享用高于3G十倍以上的速率而構(gòu)成的寬帶精彩內(nèi)容服務(wù)。而且WiMax 還能作為WiFi的備份，使用戶可快速、容易地訪問、漫游WiFi熱點，而筆記本電腦、PDA 、手機(jī)也可以通過在WiFi和WiMAX 間自由切換訪問互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)無縫的無線連接。

　　WiMax還通過將無線接入系統(tǒng)上升到無線接入網(wǎng)絡(luò)，多中心站之間通過負(fù)荷分擔(dān)的方式大大增加了網(wǎng)絡(luò)容量。

　　同時WiMax通過OFDM技術(shù)具備了非試距傳輸?shù)哪芰�，因此能夠在不同環(huán)境下獲得最佳的傳輸性能，WiMax還采用了智能天線技術(shù)來提高覆蓋能力。

　　此外，WiMax 還具有成本低、易實施的優(yōu)勢，因此有利于得到更廣泛的支持和參與，從而形成新的產(chǎn)業(yè)鏈，新興運(yùn)營商、設(shè)備制造商、用戶都會獲益。在基站建設(shè)方面，WiMax不同于過去所采用的無線技術(shù)，移動信號站為了更好的工作，減少障礙物的影響，都需要搭建高高的基站，WiMax 可大大降低移動運(yùn)營商的成本。

　　WiMax技術(shù)存在的問題

　　作為一種新興的寬帶無線接入技術(shù)，WiMAX相對于傳統(tǒng)的最后一公里接入手段，如DSL、 FTTP、HFC、 Wi-Fi、非標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線系統(tǒng)、CDMA 1X，以及CDMA 2000、WCDMA、HSPDA等接入手段雖然有著獨到的優(yōu)勢和市場空間，但是如果要利用WiMAX實現(xiàn)最后一公里的接入仍然需要解決以下問題：
　　
　　1、如何解決成本問題？

　　WiMAX產(chǎn)品利用其標(biāo)準(zhǔn)化，相對于非標(biāo)的寬帶無線產(chǎn)品其成本有了一個大幅的下降，但是預(yù)計WiMAX產(chǎn)品終端(固定)價格仍大致為400～500美元，這比DSL(終端價格為50～60美元)、以太網(wǎng)交換機(jī)(每個端口為10美元左右)高出很多，尤其是在有線非常發(fā)達(dá)的中國，對于采用WiMAX產(chǎn)品介入寬帶數(shù)據(jù)市場，成本的壓力相對較高。這些情況在歐美由于其資費相對較高，壓力相對較小一些。隨著WiMAX技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，核心芯片廠家(如Intel、Fujitsu)的進(jìn)一步推動，技術(shù)方案的高度集成和優(yōu)化，成本可能會有一個大幅度的下降，這時WiMAX產(chǎn)品才會在競爭中處于更為有利的位置。

　　目前情況正如市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yankee集團(tuán)分析師LindsaySchroth指出的，提供無線寬帶接入服務(wù)的MMDS（Multipoint Multichannel Distribution System ）多點多通道分布式系統(tǒng)供應(yīng)商包括WiMax 天線架設(shè)在內(nèi)的平均部署成本約在每用戶3000美元左右，這種高昂的部署成本不僅很難使服務(wù)供應(yīng)商獲得足夠的投資回報，也會讓多數(shù)用戶退避三舍。雖然Wavesat 、英特爾都看好WiMax 未來的商用前景，但短時間內(nèi)，由于應(yīng)用難以廣泛普及，WiMax 的成本將是制約其發(fā)展的最大瓶頸。
　　
　　2.如何解決技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和頻率問題

　　在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，WiMAX尚未完成統(tǒng)一大業(yè)，國際電聯(lián)如何確定其標(biāo)準(zhǔn)還不得而知。

　　同時對于無線系統(tǒng)，最為關(guān)鍵的是頻率問題，頻率資源的多少，分配的方式將直接決定無線系統(tǒng)的容量和規(guī)模。而系統(tǒng)所能達(dá)到的容量和規(guī)模將直接決定運(yùn)營商的投資力度和經(jīng)營方向。目前在國際上為寬帶無線規(guī)劃的執(zhí)照頻率主要為2.5G(美國)和3.5G(全球除美國)，非執(zhí)照頻率為5.8G，潛在的頻率還包括3.3G。按照目前各國的頻率分配方式，每個運(yùn)營商所獲得的頻點都距大規(guī)模的蜂窩組網(wǎng)要求有較大的距離，一般情況下，需要6～8個左右的頻點才能實現(xiàn)大規(guī)模的組網(wǎng)，而目前的分配方式最多為4個左右頻點，因此，WiMAX產(chǎn)品要成為主流的最后一公里接入方式，還需要在頻率資源分配的方式上尋求突破。

　　而在我國802.16a 的工作頻段是2-11GHz 的需指配的頻段在兩年前頒布的新的無線電頻率劃分規(guī)定中己分配完畢，未給Wimax 留下空白頻段。同時，3G技術(shù)的成熟和規(guī)模商用，也將較大程度的影響運(yùn)營商對于WiMax 的投資建設(shè)。

　　因此華為WiMAX產(chǎn)品部部長王占強(qiáng)認(rèn)為，WiMAX的頻譜是當(dāng)前最應(yīng)該優(yōu)先解決的問題。目前，WiMAX論壇比較傾向于統(tǒng)一在2.5G或3.5G兩個頻段上，但現(xiàn)在各方大都各自為政，分散在多個頻段上開發(fā)產(chǎn)品。

　　而且有一些頻段的應(yīng)用是需要政府批準(zhǔn)的，在有的國家還需要收取執(zhí)照費。在這一點上，英特爾表示正在與中國政府及運(yùn)營商溝通，但政府的態(tài)度目前尚不明朗。

　　3.如何與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的相互融合問題
　
　　WiMAX產(chǎn)品作為一種新的接入手段，還需要解決的一個重要的問題就是如何與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)融合。目前WiMAX產(chǎn)品主要還是一種接入和傳輸手段，802.16-2004也只是規(guī)定空中的接口問題，對于業(yè)務(wù)、用戶的認(rèn)證、計費等在標(biāo)準(zhǔn)上還沒有一個統(tǒng)一的考慮。在這種情況下，如何利用現(xiàn)有的核心網(wǎng)絡(luò)完成用戶認(rèn)證管理、計費平臺的統(tǒng)一是WiMAX產(chǎn)品作為一種新的最后一公里解決方案的一個關(guān)鍵問題。
　　
　　4.如何解決室內(nèi)覆蓋問題

　　作為一個無線系統(tǒng)，不能只實現(xiàn)室外覆蓋，否則會產(chǎn)生極高的安裝成本，這些成本包括直接的材料和安裝費用成本，還包括其它的成本，如物業(yè)、安裝位置的租賃費用等，這些成本可能會占到設(shè)備成本的20%~50%。在北美等地區(qū)，由于土地和房屋為私人擁有，常常會導(dǎo)致室外型的終端無法安裝。另外，室外型的安裝方式也大大地限制了潛在用戶的范圍，限制了運(yùn)營商客戶的發(fā)展。

　　而要實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋，需要有足夠的鏈路余量，具體到WiMAX產(chǎn)品，就需要AAS、STC、子載波等技術(shù)能夠快速地集成到WiMAX產(chǎn)品當(dāng)中。
　　
　　WiMax的未來

　　WiMax的未來發(fā)展很大程度上取決于它與3G、WIFI等技術(shù)的關(guān)系上。

　　1、由WiMax與3G的關(guān)系看WiMax的未來發(fā)展

　　3G是支持高速無線通信的ITU規(guī)范。這一遍布全球的無線連接與GSM、TDMA和CDMA相兼容。下一代3G蜂窩服務(wù)能夠為語音和數(shù)據(jù)提供一個遠(yuǎn)程無線接入范圍。全球的運(yùn)營商目前都在為城鎮(zhèn)、郊區(qū)和交通流量較大的鄉(xiāng)村地區(qū)部署3G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。下一代3G蜂窩服務(wù)能夠跨多種地域創(chuàng)建廣泛的數(shù)據(jù)接入范圍，從而為語音通信和互聯(lián)網(wǎng)連接提供最理想的移動計算能力。

　　WiMax自提出以來一直都比較引人關(guān)注，特別是有Intel這樣的業(yè)界巨頭和WiMAX組織的推動，業(yè)界對WiMax展開了熱烈的討論，尤其是WiMax與3G的關(guān)系，存在多種不同的觀點：有的觀點認(rèn)為WiMax會取代3G，有的則認(rèn)為WiMax不可能取代3G，只是3G的互補(bǔ)技術(shù)。

　　因此可以看出只有在確立了WiMax與3G的關(guān)系，才能明確WiMax未來的發(fā)展

　　對于802.16e（WiMax）技術(shù)和3G技術(shù)，首先由于定位的不同，二者存在很大差異。

　　從標(biāo)準(zhǔn)化程度上看，802.16e僅定義了空中接口的物理層和MAC層。在MAC層之上采用的協(xié)議以及核心網(wǎng)部分不在802.16e所包含的范圍之內(nèi)。802.16e的空中接口標(biāo)準(zhǔn)化工作預(yù)計近期完成。3G技術(shù)作為一個完整的網(wǎng)絡(luò)，空中接口規(guī)范、核心網(wǎng)系列規(guī)范以及業(yè)務(wù)規(guī)范等都已經(jīng)完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作，涉及無線傳輸、移動性管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用、用戶號碼管理等內(nèi)容。

　　從覆蓋范圍上看，802.16e為了獲得較高的數(shù)據(jù)接入帶寬(30Mbit/s)，必然要犧牲覆蓋和移動性，因此802.16e在相當(dāng)長的時間內(nèi)將主要解決熱點覆蓋，網(wǎng)絡(luò)可以提供部分的移動性，主要應(yīng)用會集中在游牧或低速移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接入。3G則是無處不在的網(wǎng)絡(luò)，覆蓋是連續(xù)的，用戶可以實現(xiàn)不間斷的通信。

　　從無線頻譜資源上看，3G擁有全球統(tǒng)一的頻譜資源，而802.16e則正在試圖尋找2～6GHZ之間的頻率資源，各個國家目前可用的頻率都不一致。因此，802.16e最終獲得足夠的全球統(tǒng)一頻率存在一定難度。

　　從業(yè)務(wù)能力上看，802.16e提供的主要是具有一定移動特性的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向的用戶主要是筆記本終端和802.16e終端持有者。802.16e接入IP核心網(wǎng)，也可以提供VoIP業(yè)務(wù)。3G從設(shè)計最初就是為話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共同設(shè)計的，對于話音業(yè)務(wù)，核心網(wǎng)絡(luò)仍采用電路交換方式實現(xiàn)，QoS有較高的保障。802.16e犧牲了移動性換取了數(shù)據(jù)傳輸能力的提高，它的數(shù)據(jù)帶寬優(yōu)于3G系統(tǒng)。但是3G的數(shù)據(jù)能力也在不斷提高，3G增強(qiáng)型如HSDPA，已經(jīng)可以實現(xiàn)10Mbit/s的接入速率。按照ITU的定義，3G增強(qiáng)型最終目標(biāo)可以達(dá)到30Mbit/s。

　　雖然WiMAX傳輸速率可達(dá)到3G的10倍甚至更高，其覆蓋范圍用低階調(diào)制時可與3G匹敵甚至更遠(yuǎn)，但這不是3G標(biāo)準(zhǔn)的以無線廣域網(wǎng)WWAN為基本模式、以公眾語音及多媒體數(shù)據(jù)為內(nèi)容、在全球范圍內(nèi)漫游的個人手機(jī)終端的基本市場定位，本質(zhì)上WiMAX是作為3G及3G演進(jìn)的一種無線城域網(wǎng)、多點基站互聯(lián)的重要支持手段而已，兩者潛在的市場尺寸亦有巨大差異，從而根本談不上WiMAX會成為3G的終結(jié)者。

　　從以上各個角度的分析可以看出，雖然802.16e在數(shù)據(jù)能力上要優(yōu)于3G，但是從標(biāo)準(zhǔn)化、全球統(tǒng)一頻譜、技術(shù)特性等多角度考慮，802.16e距離真正商用還有很長的路要走，而且在相當(dāng)長的時間內(nèi)主要解決熱點覆蓋，解決部分移動性。802.16e的出現(xiàn)不會影響我國3G的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，未來它應(yīng)該作為3G的補(bǔ)充不斷得到發(fā)展。
　　
　　2、由WiMax與Wi-Fi的關(guān)系，看WiMax的未來

　　Wi-Fi是無線保真(Wireless fidelity)的縮寫，Wi-Fi技術(shù)包括已經(jīng)批準(zhǔn)的IEEE802.11a、b和g規(guī)范以及等待批準(zhǔn)的802.11n規(guī)范。它是第一項得到廣泛部署的高速無線技術(shù)，在全球的熱點中尤其引人注目——包括家庭和辦公室以及越來越多的咖啡屋、酒店和機(jī)場、Wi-Fi熱點幾乎是立即風(fēng)靡全球，并因為其提高工作效率的能力而受到出行在外人士的追捧。然而，它能夠支持的范圍非常有限：用戶只有保持在距離無線接入點設(shè)備(AP)300英尺的范圍內(nèi)才能實現(xiàn)高速連接。

　　Wi-Fi近年來在市場上掀起了一股強(qiáng)勁的熱潮。據(jù)預(yù)測，到2007年美國將安裝53萬個熱點，歐洲安裝70萬個，而在亞洲也將有100多萬個熱點。Wi-Fi有著“無線版本以太網(wǎng)”的美稱。由于目前的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn))幾乎已經(jīng)成為局域網(wǎng)的代名詞，世界上至少有80%以上的局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)。而WLAN同樣為IEEE制訂的標(biāo)準(zhǔn)，所以其幾乎可以視為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在無線領(lǐng)域的延伸。這使WLAN在應(yīng)用上具備無痕過度和順利安裝的特點。

　　而且WLAN的安裝及設(shè)置相當(dāng)簡單——當(dāng)需要在某個區(qū)域建立網(wǎng)絡(luò)連接時，只需要在一定范圍內(nèi)設(shè)立相應(yīng)的接入點就可以了，規(guī)劃、布線、測試等傳統(tǒng)工序可以被忽略。而且當(dāng)用戶需要增加、拆卸和遷移時的操作也非常簡單。如果布置一個網(wǎng)吧局域網(wǎng)，在HUB、線纜的布置等方面會花費大量時間，而在家里引入Wi-Fi后，整個接入工序不到10分鐘。

　　同時WLAN的綜合成本非常低。有消息指通過實施無線局域網(wǎng)解決方案，用戶規(guī)模平均在400點的企業(yè)可以節(jié)省下來的聯(lián)網(wǎng)成本高到490萬美元，由于接入方便、成本低廉且無須申請牌照，使WLAN在公共接入服務(wù)領(lǐng)域成為矚目的明星。
　
　　在帶寬方面，802.11b的帶寬可以達(dá)到11Mbit/s，而802.11a及802.11g更可達(dá)54Mbit/s，如此高的帶寬幾乎趕上了線纜的連接，大大超過同類型的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。除了網(wǎng)絡(luò)以外，WLAN的應(yīng)用將被拓展到更為廣泛的領(lǐng)域，除了集成在筆記本電腦、PDA、手機(jī)等設(shè)備中外，還將被集成進(jìn)諸如打印機(jī)、DVD機(jī)、游戲機(jī)、MP3等產(chǎn)品中，其功能也將進(jìn)一步增強(qiáng)。

　　綜上所述Wi-Fi擁有很多優(yōu)點，但是不可忽視的是它存在的安全隱患是一個致命的缺點。Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡(luò)使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，無線電波能穿透墻壁和隔板，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。

　　不過，Wi-Fi崛起雖然迅速，但是由于比較看，WiMAX具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，未來 WiMAX不會取代Wi-Fi，雙方將在無線接入中互補(bǔ)。由于WiMAX與Wi-Fi最明顯的區(qū)別是覆蓋范圍存在巨大差別，Wi-Fi最高只能達(dá)到300英尺的覆蓋范圍，而只能在無線局域網(wǎng)環(huán)境中使用，而WiMAX 802.16e通�？梢赃_(dá)到1～3英里，因此主要定位在移動無線城域網(wǎng)環(huán)境中使用。
　　
　　WiMax技術(shù)未來的商用前景

　　2004年下半年，包括摩托羅拉、西方多路和奧維通等3 家公司推出了相應(yīng)的WiMax 固定接入產(chǎn)品，WiMax的產(chǎn)品化進(jìn)程已經(jīng)超過了預(yù)期。

　　2004年10月，奧維通宣布向中國本地市場推出其準(zhǔn)WiMAX 平臺BreezeMAX.該平臺產(chǎn)品基于IEEE 802.16/ETSI HiperMAN 標(biāo)準(zhǔn)和WiMAX 論壇協(xié)議，凝聚了奧維通在寬帶無線接入（BWA）、正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的十余年商業(yè)部署經(jīng)驗。BreezeMAX 運(yùn)行在3.5GHz頻段并可提供高帶寬的接入服務(wù)，適用范圍包含居民、企業(yè)、多租戶與多住戶單元（MTU/MDU）、熱點網(wǎng)絡(luò)中繼站和家庭網(wǎng)絡(luò)等各種寬帶接入領(lǐng)域，為其提供市場領(lǐng)先的高品質(zhì)IP語音和高速數(shù)據(jù)傳輸綜合服務(wù)。

　　與此同一時期，西方多路也在其新推出的寬帶無線解決方案——Tsunami BWA 系統(tǒng)中宣布全面支持WiMax 應(yīng)用，并為未來升級到WiMax 論壇認(rèn)證狀態(tài)提供了一個明確的途徑。西方多路公司產(chǎn)品營銷副總裁Lynn Lucas表示，對于大多數(shù)客戶而言，WiMax 最具吸引力的地方在于能夠支持范圍廣泛的無線應(yīng)用。通過利用Tsunami BWA 系統(tǒng)以及西方多路獨特的、功能豐富的BWA 軟件平臺，用戶現(xiàn)階段就可以支持這些應(yīng)用，同時，BWA 軟件平臺還通過提供一個通用軟件基礎(chǔ)，在WiMax 標(biāo)準(zhǔn)正式完成后可迅速升級到WiMax 論壇的認(rèn)證狀態(tài)。

　　此外，摩托羅拉也在其已廣泛應(yīng)用于全球80個國家和地區(qū)的CANOPY產(chǎn)品線中融合WiMax 技術(shù)，通過推出摩托羅拉的WiMAX-Canopy 5.8GHz 無線寬帶接入系統(tǒng)，進(jìn)一步加速了WiMax 商用進(jìn)程。
　
　　總之WiMax 雖然在技術(shù)和應(yīng)用方面還有很長一段路要走，但產(chǎn)品化進(jìn)程正在不斷加快，WiMax 離我們已經(jīng)越來越近。

　　未來可以預(yù)見的是，WiMax必將隨著技術(shù)的不斷成熟而獲得快速發(fā)展，但它和WLAN等其它寬帶無線接入技術(shù)只能是作為3G熱點數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。